IT201900014607A1 - Nanofibroina e composizioni che la contengono per applicazioni in cosmetica - Google Patents

Description

Nanofibroina e composizioni che la contengono per applicazioni in cosmetica

Campo tecnico dell’Invenzione

La presente invenzione è relativa alla combinazione di nanoparticelle di fibroina e chitosano per applicazioni cosmetiche e cosmeceutiche/dermatologiche.

L’invenzione è anche relativa alle composizioni cosmetiche comprendenti nanofibroina e chitosano.

Inparticolare, l’invenzione si riferisce ad una formulazione cosmetica contenente un nanomateriale composito a base di nanoparticelle di fibroina, in azione sinergica con il chitosano, per la cura personale e per la cura della pelle a vari livelli, soprattutto quando esposta ai raggi solari.

Arte nota

Il campo della ricerca di nuovi materiali nella cosmesi è oggigiorno uno dei settori più stimolanti della ricerca scientifica. Non solo, negli ultimi decenni si è dovuto constatare che l’ambito della ricerca volta allo sviluppo di nuovi nanomateriali nel campo medico e cosmetico è uno dei pochi settori, forse l’unico, in cui non esiste un gap tra la ricerca scientifica e il mondo dell’industria, ma anzi l’azione sinergica fra le richieste del mercato e il benessere dei cittadini spinge ad innovazioni e scoperte importanti nelle scienze.

In questo senso, dalle università e dalle industrie è possibile vedere una spinta della ricerca di nuovi prodotti che abbiamo alcuni requisiti ben precisi nell’ambito della cura personale: si va sempre più verso materiali biocompatibili per l’essere umano e l’ambiente, biodegradabili, ipoallergenici, biodinamici, organici e naturali (Casadidio et al., Chitin and Chitosans: Characteristics, Eco-Friendly Processes and Applications, in Cosmetic Science. Preprints 2019; CA 30201701 A1).

A questo quindi si unisce l’interesse per i nanomateriali, specialmente come nano carrier per la somministrazione di farmaci per via dermica e transdermica. Sebbene i meccanismi con i quali agiscano non siano del tutto chiariti, viene dimostrato come i nanocarrier migliorino la penetrazione di molti farmaci all'interno e attraverso la pelle e abbiano migliorato la loro tollerabilità e attività (Dong et al., Journal of Controlled Release, 2019, 295, 214-222;Fesq,H. et al., British Journal of Dermatology, 2003, 149, 611–619.; Goya et al., Journal of Controlled Release, 2016, 240, 77-92). C’è da sottolineare tuttavia, come molti di questi studi siano condotti su membrane che simulano la pelle reale e non in vivo, lasciando spazio a possibili deviazioni nell’applicazione al caso reale (Dong et al., Journal of Controlled Release, 2019, 295, 214-222).

In questa direzione quindi si possono contare diverse pubblicazioni scientifiche e brevetti in cui si studiano nanomateriali compositi, di origine naturale, e si valuta la loro applicabilità nell’ambito cosmetico e/o farmaceutico, sia come veicoli per il drug delivery, sia come principi attivi in formulazioni di cosmetici, coadiuvanti del trattamento di patologie dermatologiche (acne, psoriasi, etc.) (Singh R. et al.,Journal of Biomedical Nanotechnology, 2011, 7 (4), 489-503 DOI: https://doi.org/10.1166/jbn.2011.1324).

La nanofibroina (o nanoparticelle di fibroina), deriva dalla fibroina che è uno dei due componenti principali della seta. La seta infatti è una fibra proteica con una struttura altamente ordinata e cristallina, contenente principalmente proteine di fibroina e sericina. È conosciuta come una delle fibre più forti in natura, in termini di resistenza ed elasticità (Sionkowska A., et al., Polymer Degradation and Stability, 96: 523-528, 2011).

La seta si compone di due filamenti di fibroina: uno è indicato come una catena pesante ed è la cosiddetta H-fibroina (heavy fibroin), e il secondo filamento è considerato come la catena leggera, la L-fibroina (light fibroin), mentre la sericina agisce da collante. I pesi molecolari delle due catene sono rispettivamente 350.000 Da e 25.000 Da. Le due catene sono collegate da un singolo ponte disolfuro, dovuto alla presenza nelle due catene di cisteina (TanakaK. et al., Biochimica et Biophysica Acta, 1432: 92–103, 1999; InoueS.wt al., Journal of Biological Chemistry, 275(51): 40517-40528, 2000; Garside P. et al., Applied Physics A, 89: 871-876, 2007;Sionkowska A., et al., Polymer Degradation and Stability, 96: 523-528, 2011; Vilaplana F. et al., Analytical and Bioanalytical Chemistry, 407:1433–1449, 2015).

La sua composizione determina ovviamente le sue proprietà chimiche e fisiche che conferiscono alla seta delle eccellenti prestazioni meccaniche; tuttavia, alcuni documenti di ricerca mostrano che la stessa composizione proteica e, in particolare, la presenza di regioni amorfe la rendono facilmente attaccabile da acqua, luce, calore e microrganismi (Huang D., et al., Reactive & Functional Polymers, 73:168–174, 2013; Zhang X. et al., Chinese Journal of Chemistry, 58 (4):656-662, 2010.; Szostak-Kotowa J., International Biodeterioration & Biodegradation, 53:165 – 170, 2004.).

La fibroina è impiegata in ambito cosmetico, ad esempio nel brevetto KR20170128655 che riguarda una struttura a foglio di nanofibre per la cosmesi, che garantisce una funzione di ritenzione di olii e velocità di assorbimento degli stessi. Contiene fibroina di seta, non nanoparticelle, e un polimero anfifilico.

Un altro esempio è il brevetto CN103468002 (A) che riguarda una soluzione liquida di fibroina, in azione sinergica con nanoparticelle di metalli, per lo sviluppo di nuove metodologie nel drug delivery o il brevetto CN107362069 (A), che descrive l’uso di una emulsione complessa, contenente la fibroinaper la cosmesi, non in forma di nanoparticelle. Nel brevetto CN109316633 (A), si descrive un’invenzione che riguarda un supporto poroso in nano fibre, e non nanoparticelle sferiche, di fibroina di seta. KR101313898 (B1) riporta di un complesso di nanofibre, non nanoparticelle, di idrossiapatite e fibroina.

La nanofibroina viene impiegata in ambito farmaceutico e medico per diverse applicazioni, molto spesso per il drug delivery.

Miura riprende la teoria per cuila somministrazione transdermica di farmaci migliora la loro biodisponibilità e nella prospettiva di migliorare la permeabilità degli stessi attraverso la cute e suggerisce l’uso di nanoparticelle come trasportatori. Nel dettaglio, testa le nanoparticelle di fibroina come drug delivery nel derma di ratti (Miura S. et al., Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2018, https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2018.12.012).

Brevetti che riguardano la nanofibroina sono ad esempio il brevetto CN108743540 che riguarda un metodo di preparazione di un nano sistema per il drug delivery, multi-funzionalizzato, a base di fibroina caricata con curcumina, una sostanza naturale con proprietà anti-infiammatore.

Nella cosmesi, ci sono pochissimi esempi dell’uso della nanofibroina come nano sfera tal quale: si parla di nanofibre di fibroina, come ad esempio nel brevetto sopra citato KR20170128655, o come nanosfera in associazione con enzimi fissati sulla sua superficie, nel brevetto CN18γ4β40 (A). Quest’ultimo riferisce ad un metodo di preparazione di nano particelle di fibroina fissate con degli enzimi, impiegato nel campo del drug delivery, nel settore degli additivi per l’alimentare e per la cosmesi.

In nessuno di questi casi, si parla della sua associazione con il chitosano.

Il chitosano è un derivato de-acetilato della chitina, una catena polisaccaridica lineare, presente nell’esoscheletro dei crostacei e degli insetti, nelle pareti cellulari dei funghi e presente in altre matrici naturali. Chimicamente, il chitosano si può definire come (1→4)-2-amino-2-deoxy-ȕ-D-glucopyranose o come il copolimero del ȕ-(1→4)-D-glucosamine e N-acetyl-D-glucosamine (Dutta P. K. et al., Journal of Scientific& Industrial Research, 63: 20-31, 2004; Kumar M. V. N. R., Reactive & Functional Polymers, 46: 1-27, 2000).

È impiegato ampiamente nel campo della conservazione dei beni culturali e nel campo dell’industria farmaceutica e cosmetica, grazie alla sua natura polisaccaridica e alla presenza di gruppi ossidrilici e amminici.

Tuttavia, già nel campo della conservazione dei beni culturali, si riscontrano alcune criticità. Poiché non è solubile in acqua ma richiede una condizione debolmente acida (si solubilizza con un pH ≤5), è inadatto ad essere impiegato tal quale nel campo della conservazione dei beni culturali, dal momento che l’acidità promuove l’idrolisi dei legami cellulosici e amminici, alla base di molte matrici e supporti impiegati nell’arte (Conti, S. et al., Paperpresented at the CCI Adhesives and Consolidants for Conservation Research and Applications Symposium 2011, Ottawa, ON, Canada, 2011).

Sebbene possa contare su proprietà antimicrobiche (Shiah, 20 T. C. et al., Taiwan Journal of Forest Science, 24 (4): 285-294, 2009) e questo spinga a valutarne il suo uso come protettivo o consolidante, qualora impiegato sotto forma di sali quali acetati, butirrati, propionati, etc., non conferisce ai materiali trattati sufficiente resistenza alla trazione (Ardelean, E. et al., European Journal of Science and Theology, 5 (4): 67-75, 2009). Inoltre, studi di invecchiamento dimostrano come l’acetato di chitosano induca un ingiallimento dei tessuti trattati (Conti, S. et al., Paperpresented at the CCI Adhesives and Consolidants for Conservation Research and Applications Symposium 2011, Ottawa, ON, Canada, 2011; Kata S. et al., ANAGPIC 2013- Student Papers and Posters, Presented at the 2013 Annual Student Conference hosted by the UCLA/Getty Program in Archaeological and Ethnographic Conservation, 2013). Causa inoltre variazioni cromatiche e rende i campioni idrofobici, impedendo azioni di lavaggio e appiattimento.

In ambito industriale e farmaceutico il chitosano, per le sue caratteristiche di atossicità, biodegrabilità, film forming e le sue proprietà antiossidanti e antifungine, è impiegato sia per il rivestimento di prodotti alimentari o packaging in generale (Zhonga Y. et al., Food Science and Technology, 56, 1–8, 2014; Cinelli P., et al., Cosmetics 2019, 6, 26; doi:10.3390/cosmetics6020026). La possibilità di sfruttare queste proprietà giustifica anche l’utilizzo di nanofibrille di chitina e di loro derivati anche nell'imballaggio di prodotti cosmetici e per realizzare superfici funzionalizzate con principi attivi (Morganti P. et al., Cosmetics 2019, 6, 10.; Cinelli P., et al., Cosmetics 2019, 6, 26; doi:10.3390/cosmetics6020026).

Troviamo ancora diversi esempi dell’uso del chitosano nell’ingegneria biomedica, per l’estrema biocompatibilità e biodegrabilità delle strutture chimiche che lo compongono, le quali possono quindi svolgere diversi ruoli nelle membrane, nell’ingegneria tessutale (produzione di scaffold di supporto), nel drug delivery, nella terapia del cancro, fino all’impiego di cellule staminali connesse con l’uso del chitosano (Mohebbi et al. Current Stem Cell Research & Therapy, 14 (2), 93-116, 2019).

Diversi esempi quindi mostrano l’utilizzo del chitosano in ambito cosmetico e farmaceutico, a volte anche in azione sinergica con la fibroina, ma mai con la nanofibroina.

CN107362069 (A), Preparation method of bergamot essential oil-containing acneremoving repairing emulsion-, descrive l’uso di una emulsione complessa, contenente la fibroina, per la cosmesi ma non menziona l’associazione con il chitosano.

US2019159992 (A1), Hydrophobically-Modified Chitosan for Use in Cosmetics and Personal Care Applications-, si parla di un prodotto cosmetico che include un biopolimero idrofobicamente modificato per un'applicazione cosmetica, a base di chitosano ma non menziona la nanofibroina.

L’unico caso in cui si registra l’associazione nano fibroina – chitosano è un brevetto relativo ad un protettivo per l’ambito dei beni culturali (WO2019110325 (A1) ― β019-06-13). Tuttavia, la composizione mostrata nel brevetto risulta inadattabile all’ambito della cosmesi per diversiaspetti. Innanzitutto, il limite inferiore di efficacia del prodotto richiede delle percentuali troppo alte di chitosano che non sono applicabili al campo della cosmesi. Inoltra il brevetto fa riferimento a dei range di viscosità molto ristretti, sicuramente non adattabili al campo della cosmesi dove si ha necessariamente bisogno di una variabilità maggiore a seconda del prodotto cosmetico da produrre. Infine, l’invenzione si riferisce all’associazione dei due come unici componenti della formulazione, senza nessun emulsionante. Da queste informazioni, risulterebbe impossibile una sua applicazione nell’ambito della cosmesi anche in virtù della letteratura che riporta come i materiali composti da seta rigenerata, come quelli descritti nei documenti brevettuali precedenti, possiedano delle proprietà peggiori rispetto alla seta tal quale dal punto di vista delle proprietà meccaniche e della stabilità, principalmente a causa della struttura secondaria composta principalmente da random coil o strutture a α-elica, che non sono adeguate per applicazioni come biomateriali (Wane Ning et al 2018 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng.423012068).

Attualmente, diversi studi dimostrano come l’utilizzo di prodotti cosmetici non sia del tutto privo di rischi per l’essere umano. È dimostrato infatti che l’uso regolare di cosmetici induce nel 10% della popolazione generale effetti collaterali, ipersensibilità o irritazione da allergia (Wioletta A. Żukiewicz-Sobczak et al., Advances in Dermatology and Allergology, 30(5): 307–310, 2013).

Questo dato viene confermato soprattutto laddove si registra l’impiego nella cosmetica di prodotti naturali, sebbene il mercato mostri un’attenzione crescente verso questi prodotti. Nello specifico infatti, con la quasi totalitàdi farmaci a base di erbe, anche di sintesi, e nella somministrazione topica di cosmetici a base di estratti di piante o olii essenziali si sta registrando una sempre maggior possibilità di svilupparereazioni allergichee dermatiti(E. Ernst, British Journal of Dermatology;143:923- 929, 2000; K. F. Thomnson et al., British Journal of Dermatology, 142: 84-88, 2000; Posadzki P, Alotaibi A, Ernst E., International Journal of Risk and Safety in Medicine, 24(3): 147-161, 2012).

Si può desumere quindi dall’arte nota la difficoltà di veicolare le proprietà benefiche dei prodotti naturali in prodotti cosmetici limitando o evitando l’insorgere di effetti negativi come l’ipersensibilizzazione e l’allergenicità. Inoltre, sempre in riferimento all’ambito della cosmesi, un problema rilevante è rappresentato dalla texture del prodotto, che dipende fortemente dal tipo di pelle su cui deve essere applicato. Ogni prodotto quindi deve variare i propri agenti viscosizzanti e gellificanti in base alle richieste specifiche del consumatore, variando i rapporti di tutta la formulazione.

Pertanto, con riferimento alle rivendicazioni allegate e alladescrizione dettagliata che segue, i problemi tecnici di cuisopra sono risolti da una composizione comprendente chitosano e nanoparticelle di fibroina e uno o più adiuvanti e additivi cosmeticamente e cosmeceuticamente accettabili.

Un ulteriore oggetto della presente invenzione è un metodo perla preparazione della suddetta composizione comprendente i seguenti stadi:

- Preparare una soluzione acquosa di chitosano in presenza di un agente acidificante, al fine di ottenere una soluzione in cui il chitosano sia disciolto e poi

- aggiungere le nanoparticelle di fibroina per ottenere la composizione dell’invenzione. Questa composizione acquosa verrà poi aggiunta alle formulazioni cosmetiche e dermatologiche secondo modalità note all’esperto del ramo.

In alternativa il chitosano e le nanoparticelle di fibroina si possono aggiungere alle composizioni dell’invenzione o entrambe sotto forma di polvere oppure come soluzione liquida di chitosano a cui si aggiungono le nanoparticelle di fibroina in polvere oppure come soluzione liquida di nanoparticelle di fibroina a cui si aggiunge la polvere di chitosano.

Preferibilmente nella composizione dell’invenzione il chitosano è in una concentrazione non superiore al 3 % in peso, del peso totale della composizione. Preferibilmente il chitosano è in una concentrazione tra 1.0 e 2.0% in peso, del peso totale della composizione.

Preferibilmente il chitosano è in una concentrazione tra 0.3% e 1% in peso, del peso totale della composizione.

Preferibilmente nella composizione dell’invenzione le nanoparticelle di fibroina sono in una concentrazione non superiore al 2% in peso, del peso totale della composizione.

Preferibilmente le nanoparticelle di fibroina sono in una concentrazione tra 0.01 e 0.1% in peso, del peso totale della composizione.

Preferibilmente le nanoparticelle di fibroina sono in una concentrazione tra 0.01% e 0.05% in peso, del peso totale della composizione.

Particolarmente preferiti sono i range seguenti in peso: chitosano 0.2-1% e nanofibroina 0.02-0.04%.

Preferibilmente nella composizione dell’invenzione chitosano e nanofibroina sono in rapporto chitosano:nanofibroina, 0,675:0,026% (w/w).

Un altro oggetto dell’invenzione è l’uso della suddetta composizione come cosmetico o per uso dermatologico.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione verranno chiarite dalla seguente descrizione dettagliata con riferimento alle figure allegate, ai dati sperimentali e agli esempi non limitativi.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

Nell'ambito della presente invenzione, con il termine chitosano si intende un polisaccaride lineare composto da D-glucosamina e N-acetil-Dglucosamina legate con legame β- (1→4), distribuite casualmente.

Nell'ambito della presente invenzione, nel termine chitosano sono compresi: chitosano, derivati del chitosano, chitosano modificato e Sali di chitosano.

Nell'ambito della presente invenzione, i sali di chitosano possono essere nitrati, fosfati, solfati, idrocloruri, glutammati, lattati o acetati.

Nell'ambito della presente invenzione, i derivati del chitosano sono esteri di chitosano, eteri di chitosano, derivati del chitosano formati dal legame del gruppo acilico e/o il gruppoalchilico con i gruppi OH ma non i gruppi NH2 del chitosano, come O-alchil-esteri del chitosano o O-acil esteri del chitosano.

Nell'ambito della presente invenzione, chitosano modificato può essere il chitosano coniugato con polietilene glicole.

Esempi di chitosano, derivati del chitosano, chitosano modificato e sali di chitosano, nell'ambito della presente invenzione, sono descritti in US20110305765, quindi le parti citate sono qui incorporate come riferimento.

Chitosani di differente peso molecolare possono essere preparati per degradazione enzimatica di chitosano ad alto peso molecolare, usando chitosanase o per addizione di acido nitroso,attraverso processi ben noti in letteratura a persone capaci (Allan et al., Carbohydr Res.1995 Nov 22;277(2):257-72 Domardetal., Int J Biol Macromol. 1989 Oct;11(5):297-302. IDEM). Il chitosano è solubile in acqua e può essere prodotto dalla chitina per deacetilazione ad un grado maggiore del 40%, preferibilmente tra 50% e 98%, e più preferibilmente tra 70% e90%.

Nell'ambito della presente invenzione, fibroina significafibroina e derivati della fibroina.

Nell'ambito della presente invenzione, fibroina significa la proteina insolubile presente nella seta, che è prodotta dai ragni, dalle larve del Bombyx mori, da altri generi di falena come Antheraea, Cricula, Samia e Gonometa e altri insetti come descritto in US2011/0305765 e in Garside P. et al., Applied Physics A, 89: 871-876, 2007., ad esempio fibroina geneticamente ingegnerizzata, fibroina chimicamente sintetizzata, o fibroina ottenuta da fonti naturali, fibroina prodotta da cellule geneticamente ingegnerizzate in vivo o in vitro.

Nell'ambito della presente invenzione, derivati della fibroinapossono essere sequenze parziali dell’intera catena di fibroina,possono essere sequenze parziali dell’intera catena dellafibroina che includono uno o più residui di amminoacidi addizionali a livello del C-terminale o N-terminale, i derivatidi fibroina possono essere un polipeptide con almeno il 50%, 52%, 54%, 56%, 58%, 60%, 62%, 64%, 66%, 68%, 70%, 72%, 74%, 76%, 78%, 80 %, 82%, 84%, 86%, 88%, 90%, 92%, 94%, 96%, 98%, 99% o maggiore di omologia di sequenza a una proteina di fibroina nota.

Oggetto della presente invenzione è una composizione comprendente chitosano e nanoparticelle di fibroina e un agente emulsionante o altro additivo cosmeticamente o cosmeceuticamente accettabile,in cui le nanoparticelle di fibroina hanno un diametro uguale o inferiore a 140 nm.

Altro oggetto della presente invenzione è l’uso della suddetta composizione come agente cosmetico e come agente dermatologico.

Preferibilmente il chitosano è in una concentrazione nonsuperiore al 3 % in peso, del peso totale della composizione cosmetica. Preferibilmente il chitosano è in una concentrazione tra 1.0 e 2.0% in peso, del peso totale della composizione cosmetica. Preferibilmente il chitosano è in una concentrazione tra 0.3% e 1% in peso, del peso totale della composizione.

Preferibilmente il chitosano è scelto dal gruppo costituito da:

chitosano, derivati di chitosano, chitosano modificato e sali di chitosano o miscela degli stessi, come sopra definiti.

Preferibilmente i sali di chitosano sono scelti nel gruppo costituito da: nitrato di chitosano, fosfato di chitosano, solfato di chitosano, cloridrato di chitosano, glutammato di chitosano, lattato di chitosano o acetato di chitosano o miscela degli stessi.

Preferibilmente, i derivati del chitosano sono scelti nel gruppo costituito da: estere di chitosano, etere di chitosano, eteri alchilici di chitosano o esteri di O-acilico di chitosano o miscela degli stessi.

Preferibilmente il chitosano modificato è chitosano coniugato con polietilene glicole.

Preferibilmente il chitosano ha un peso molecolare non inferiorea 4,000 Dalton, più preferibilmente il chitosano ha un peso molecolare che varia da 25,000 a 2,000,000 di Dalton, ancora più preferibilmente il chitosano ha un peso molecolare che va da 50,000 a 300,000 Dalton, il più preferibilmente il chitosano ha un peso molecolare tra 50.000 -190.000 Dalton.

La fibroina è scelta nel gruppo costituito da: fibroina, fibroina derivati o miscela degli stessi.

Preferibilmente la fibroina è scelta nel gruppo costituito da: fibroina da seta prodotta da ragni, fibroina da seta prodotta dalle larve di Bombyx mori, fibroina da seta prodotta da falena dei generi Antheraea, fibroina da seta prodotta da falena dei generi Cricula, fibroina da seta prodotta dalle tarme dei generi Samiaor, seta prodotta dalle tarme dei generi Gonometa, la fibroina geneticamente ingegnerizzata, la fibroina sintetizzata chimicamente o miscela degli stessi.

Preferibilmente, i derivati della fibroina possono essere sequenze parziali dell’intera catena di fibroina, che possono essere sequenze parziali dell’intera catena della fibroina che include uno o più residui di amminoacidi addizionali a livello 5 del C-terminale o N-terminale, i derivati di fibroina possonoessere polipeptide con almeno il 50%, 52%, 54%, 56%, 58%, 60%,62%, 64%, 66%, 68%, 70%, 72%, 74%, 76%, 78%, 80%, 82%, 84%,86%, 88%, 90%, 92%, 94%, 96%, 98%, 99% o maggiore omologia di sequenza con una proteina di fibroina nota, o miscela degli stessi.

Preferibilmente, le nanoparticelle di fibroina hanno un diametrocompreso tra 20-140 nm.

Preferibilmente le nanoparticelle di fibroina sono in una concentrazione non superiore al 2 % in peso, del peso totale della composizione cosmetica. Preferibilmente le nanoparticelle di fibroina sono in una concentrazione tra 0.01 e 0.1% in peso, del peso totale della composizione cosmetica. Preferibilmente le nanoparticelle di fibroina sono in una concentrazione tra 0.01% e 0.05% in peso, del peso totale della composizione. Preferibilmente le nanoparticelle di fibroina sono in una concentrazione tra 0.02% e 0.04% in peso, del peso totale della composizione.

La combinazione nanofibroina e chitosano è utilizzata nell’ambito dell’igiene e della cura della persona e serve per la preparazione di composizioni volte a tali scopi. Le formulazioni per la cura della persona sono definite come prodotti cosmetici o dermatologici per la cura della pelle, la cura dei capelli, la cura del piede, la cura del sole, l'igiene orale, la cura del bambino e dell’anziano, articoli da toeletta, cosmetici colorati, prodotti per la pulizia personale e prodotti solari per uso topico.

Le formulazioni per la cura personale comprendenti la combinazione nanofibroina e chitosano possono essere creme solari per proteggere la pelle o i capelli dalla radiazione ultravioletta e comprendere, in un veicolo cosmeticamente e farmaceuticamente adatto, una concentrazione protettiva efficace di nanofibroina e chitosano.

Le composizioni dell’invenzione possono anche essere formulate come: creme, creme solari, composizioni doposole, gel, lozioni, rossetti, shampoo, tinte, burri per il corpo e per le labbra, composizioni detergenti, maschere, scrub, polveri cutanee, filler, schiume, latti detergenti, emulsioni, peeling, pomate, mousse, spume, acque termali, saponi, soluzioni igienizzanti, balsami, paste rinfrescanti, pani dermatologici, bustine, spray esfolianti, balsami e stick per labbra, idrogeli, sieri, sali, lipogel, coldcream, stick, unguenti, spray, gel da barba, gel dopo barba, olii, gel olii, fondotinta, correttori, b-bcream, deodoranti, depigmentanti, schiume, penne, penne schiarenti, docce shampoo docce schiuma, balsami lifting, ombretti, spray secchi, shampoo secco, fluidi, gocce, primer, gommage, formulazioni per epilazione e depilazione, pre- e post-epilazione e depilazione, acque micellari. I preparati cosmetici e dermatologici secondo l'invenzione possono comprendere nanofibroina e chitosano da soli o in combinazione con altri principi attivi cosmetici, ausiliari e/o additivi, ad esempio coemulsionanti, olii, olii essenziali, grassi e cere, stabilizzanti, addensanti, principi attivi biogenici, formatori di film, fragranze, coloranti, agenti perlacei, adiuvanti, conservanti, antiossidanti, addensanti, solventi, pigmenti coloranti e lacche pigmento, elettroliti (es. solfato di magnesio) e regolatori di pH. Coemulsionanti adatti sono, preferibilmente, W/O noti e anche emulsionanti O/O, come ad esempio esteri di poliglicerolo, esteri di sorbitano o gliceridi parzialmente esterificati. Esempi tipici di grassi sono i gliceridi; le cere che possono essere citate sono tra l'altro cera d'api, cera di paraffina o cere microcristalline, opzionalmente in combinazione con cere idrofiliche. Stabilizzanti che possono essere utilizzati sono sali metallici di acidi grassi, come ad esempio magnesio, alluminio e / o zinco stearato. Esempi di addensanti adatti sono acidi poliacrilici reticolati e loro derivati, polisaccaridi, in particolare gomma xantano, guarguar, agar agar, alginati e tilosi, cellulose come carbossimetil- e carbossietil-cellulosa e idrossimetil- e idrossietil-cellulosa, e anche alcoli grassi, monogliceridi e acidi grassi, poliacrilati, alcol polivinilico e polivinilpirrolidone.

Il termine principi attivi biogenici ricomprende, per esempio, estratti vegetali, idrolizzati proteici e complessi vitaminici.

Formatori di film solitamente usati sono, per esempio: idrocolloidi, come polivinilpirrolidone, copolimeri di vinilpirrolidone/vinil acetato, polimeri della serie di acido acrilico, derivati di cellulosa quaternaria e composti simili.

Esempi di conservanti adatti sono: soluzioni di formaldeide, sodio benzoato, pidrossibenzoato o acido sorbico.

Esempi di agenti perlanti adatti sono: esteri di glicole distearici, come etilenglicoledistearato, ma anche acidi grassi e esteri di monoglicol di acidi grassi. I coloranti che possono essere utilizzati sono le sostanze adatte e approvate a fini cosmetici, come elencato, ad esempio, nella pubblicazione "Kosmetische Farbemittel" [Coloranti cosmetici] della Farbstoffkommissionder Deutschen Forschungsgemeinschaft [Commissione dei coloranti del Consiglio di ricerca tedesco], pubblicata da Verlag Chemie, Weinheim, 1984. Questi coloranti vengono solitamente utilizzati in una concentrazione dallo 0,001 allo 0,1% in peso, in base alla miscela totale.

Allo stesso modo è vantaggioso aggiungere antiossidanti consueti ai preparati per gli scopi della presente invenzione. Secondo l'invenzione, tutti gli antiossidanti che sono abituali o adatti per applicazioni cosmetiche e dermatologiche possono essere usati come antiossidanti favorevoli. Gli antiossidanti sono scelti vantaggiosamente dal gruppo costituito da amminoacidi (es. Glicina, istidina, tirosina, triptofano) e loro derivati, imidazoli (ad es. Acido urocanico) e loro derivati, peptidi come D, L-carnosina, D-carnosina, L- carnosina e suoi derivati (ad esempio anserina), carotenoidi, caroteni (per esempio α-carotene, ȕ-carotene, licopene) e loro derivati, retinoidi quali, ad esempio, retinolo, retinale e / o acido retinoico e i rispettivi esteri, acido α-lipoico e loro derivati (ad es. acido diidrolipoico), aurothioglucosio, propiltiouracile e altri tioli (ad esempio tioredossina, glutatione, cisteina, cistina, cistamina e glicosile, N-acetile, metile, etile, propile, di questi, amile, butile e laurile, palmitoile, oleile, Ȗ-linoleile, colesterolo e glicerile) e suoi sali, dilauriltiodipropionato, disteariltiodipropionato, acido tiodipropionico e loro derivati (esteri, eteri, peptidi, lipidi, nucleotidi, nucleosidi e sali) e composti sulfossimici (ad es. butioninasulfasfinina, omocisteinasulfoximina, butionina solfoni, penta-, esa-, eptathioninesulfoximine) in dosi molto basse tollerate (ad esempio pmol a μmol/kg) e anche agenti (chelanti) (metallici) (per esempio acidi grassi α-idrossi, palmitici, acido, acido fitico, lattoferrina), α-idrossiacidi (ad esempio acido citrico, acido lattico, acido maleico), acido umico, acido biliare, estratti biliari, bilirubina, biliverdina, EDTA, EGTA e derivati di essi, acidi grassi insaturi e loro derivati (ad esempio acido Ȗ-linolenico, acido linoleico, acido oleico), acido folico e suoi derivati, acido diacetico acido 2-aminopropionico, flavonoidi, polifenoli, catechine, ubichinone e ubiquinolo e loro derivati, vitamina C e derivati (es. Ascorbil palmitato, Mg ascorbil fosfato, ascorbil acetato), tocoferoli e derivati (ad es. Vitamina E acetato) e conifilil benzoato di resina benzoina, acido rutinico e loro derivati, acido ferulico e loro derivati, butilidrossitoluene, butilidrossianisolo, nordihydroguaiacic acido, acido nordirrogogareiaretico, triidrossibutirofenone, acido urico e loro derivati, mannosio e suoi derivati, zinco e loro derivati (ad es. ZnO, ZnSO. sub.4), selenio e suoi derivati (ad es. Selenometionina), stilbene e loro derivati (es. Silbene ossido, trans-stilbeneoxide) e i derivati (sali, esteri, eteri, zuccheri, nucleotidi, nucleosidi, peptidi e lipidi) di detti ingredienti attivi che sono adatti secondo l'invenzione. La quantità di antiossidanti (uno o più composti) nelle preparazioni è preferibilmente dallo 0,001 al 30% in peso, particolarmente preferibilmente dallo 0,05 al 20% in peso, in particolare dallo 0,1 al 10%) in peso, in base al peso totale della preparazione.

Se la vitamina E e/oi suoi derivati sono antiossidanti, è vantaggioso scegliere le rispettive concentrazioni dall'intervallo 0,001 al 10% in peso, in base al peso totale della formulazione. Se la vitamina A e/o suoi derivati o carotenoidi sono antiossidanti, è vantaggioso scegliere la rispettiva concentrazione da 0,001 a 10% in peso, in base al peso totale della formulazione.

Se il preparato cosmetico o dermatologico per gli scopi della presente invenzione è una soluzione o emulsione o dispersione, i solventi usati possono essere: acqua o soluzioni acquose; olii, come i trigliceridi dell'acido caprico o dell'acido caprilico, ma preferibilmente olio di ricino; grassi cere e altre sostanze grasse naturali e sintetiche, preferibilmente esteri di acidi grassi con alcoli a basso numero di carbonio, ad es. con isopropanolo, glicole propilenico o glicerolo o esteri di alcoli grassi con acidi alcanoici a basso numero di carbonio o con acidi grassi; alcoli, dioli o polioli a basso numero di carbonio e loro eteri, preferibilmente etanolo, isopropanolo, glicole propilenico, glicerolo, etilenglicole, glicole etilenico monoetilico o monobutil etere, propilenglicolemonometil, monoetil o monobutil etere, dietilenglicolemonometil o monetiletere e prodotti analoghi. In particolare, vengono utilizzate miscele dei solventi sopra menzionati.

Nel caso di solventi alcolici, l'acqua può essere un ulteriore costituente.

La fase oleosa delle emulsioni, oleogel o idrodispersioni o lipodispersioni per gli scopi della presente invenzione è vantaggiosamente scelta dal gruppo di esteri di acidi alcanocarbossilici saturi e/o insature, ramificati e/o non ramificati con una lunghezza della catena da 3 a 30 atomi di carbonio e alcoli saturi e/o insaturi, ramificati e/o non ramificati con una lunghezza della catena da 3 a 30 atomi di carbonio, dal gruppo di esteri di acidi carbossilici aromatici e alcoli saturi e/o insaturi, ramificati e/o non ramificati con una catena lunghezza da 3 a 30 atomi di carbonio. Tali alcoli saturi e/o insaturi e/o oli esterei possono quindi essere scelti vantaggiosamente dal gruppo costituito da:alcol cetilstearilico, isopropilmiristato, isopropil palmitato, isopropil stearato, isopropil oleato, n-butil stearato, diisopropiladipato, n-esillaurato, n-decil oleato, gliceril stearato, isoottil stearato, isononil stearato, isononilisononanoato, 2-etilesil palmitato, 2-etilesil laurato, 2-esildecil stearato, 2- octyldodecil palmitato, oleil oleato, oleilerucato, erucil oleato, erucilerucato e miscele sintetiche, semisintetiche e naturali di detti esteri, ad es. olio di jojoba, altri emulsionanti non ionici etossilati prodotti dalla reazione di alcoli grassi con ossido di etilene.

Inoltre, la fase oleosa può essere scelta vantaggiosamente dal gruppo di: idrocarburi ramificati e non ramificati e cere idrocarburiche, oli siliconici, dialchil eteri, il gruppo di alcoli saturi o insaturi, ramificati o non ramificati e trigliceridi degli acidi grassi, ovvero gli esteri di triglicerolo di acidi alcanocarbossilici saturi e/o insaturi, ramificati e/o non ramificati con una lunghezza della catena da 8 a 24, in particolare 12-18, atomi di carbonio. I trigliceridi degli acidi grassi possono, ad esempio, essere scelti vantaggiosamente dal gruppo di oli sintetici, semisintetici e naturali, ad es. olio d'oliva, olio di semi di girasole, olio di semi di soia, olio di arachidi, olio di colza, olio di mandorle, olio di palma, olio di cocco, olio di palmisti e simili. Qualsiasi miscela di tali componenti di olio e cera puòanche essere usata vantaggiosamente per gli scopi della presente invenzione. In alcuni casi può anche essere vantaggioso utilizzare cere, ad esempio cetil palmitato, come unico componente lipidico della fase oleosa. La fase oleosa viene vantaggiosamente scelta dal gruppo costituito da: 2-etilesil isostearato, isoesadecano, octyldodecanolo, isotridecilononanoato, isoicosano, 2- etilesilcocoato, C12-Cι5-alchil benzoato, trigliceride caprilico/acido caprico, dicaprililetere,etere dell'alcol cetilstearilico con polietilenglicole.

Miscele di C12-C15-alchil benzoato e 2-etilesil isostearato, miscele di C12-C15-alchil benzoato e isotridecilisononanoato e miscele di C12-C15-alchil benzoato, 2-etilesil isostearato e isotridecilisononanoato sono particolarmente vantaggiose. Gli idrocarburi, gli oli di paraffina, lo squalene e lo squalene devono essere usati vantaggiosamente per gli scopi della presente invenzione. Componenti di olio vantaggiosi sono anche, ad esempio, butilottile salicilato (ad esempio quello disponibile con il nome commerciale Hallbrite BHB di CP Hall), esadecil benzoato e butilottil benzoato e loro miscele (Hallstar AB) e/o dietil-esilftalato (Hallbrite TQ). La fase oleosa può anche avere vantaggiosamente un contenuto di oli siliconici ciclici o lineari, oppure consistere interamente di tali oli, sebbene si preferisca utilizzare un contenuto aggiuntivo di altri componenti in fase oleosa oltre all'olio di silicone o agli oli siliconici. Vantaggiosamente il ciclometicone (ottametilciclotetrasilossano) è usato come olio siliconico da utilizzare secondo l'invenzione. Tuttavia, altri oli siliconici possono anche essere usati vantaggiosamente per gli scopi della presente invenzione, ad esempio esametilciclotrisilossano, polidimetilsilossano, poli-(metilfenilsilossano). Sono anche particolarmente vantaggiose miscele di ciclometicone e isotridecilisononanoato e di ciclometicone e 2-etilesile isostearato.

Per la produzione di rossetti, lucidalabbra, burri per labbra e per il corpo possono essere impiegati, oltre a pigmenti e coloranti solitamenteusatinel settore, ad esempio, cere naturali o sintetiche, alcoli grassi o esteri di acidi grassi. Le sostanze di base usuali che sono adatte all'uso ai fini della presente invenzione sono oli liquidi (ad esempio oli di paraffina, olio di ricino, isopropilmiristato), costituenti semisolidi (ad esempio vaselina, lanolina), costituenti solidi (ad es. Cera d'api, ceresina e cere microcristalline e ozocerite) e cere ad alto punto di fusione (ad es. cera di carnauba, cera di candelilla).

Propellenti adatti per prodotti cosmetici e/o dermatologici per gli scopi della presente invenzione che possono essere spruzzati da contenitori di aerosol sono i noti propellenti prontamente volatili, liquefatti, ad esempio idrocarburi (propano, butano, isobutano), che possono essere usati da soli o in una miscela l'uno con l'altro.

L'aria compressa può anche essere usata vantaggiosamente. Il tecnico del ramo è naturalmente consapevole del fatto che vi sono gas propellenti di per sé non tossici che sarebbero in linea di principio adatti per realizzare la presente invenzione sotto forma di preparati aerosol, ma che tuttavia devono essere evitati a causa di un effetto dannoso sull'ambiente o altri fenomeni collaterali, in particolare fluorocarburi e clorofluorocarburi (CFC).

Preparati cosmetici per gli scopi della presente invenzione possono anche essere nella forma di gel che, oltre ad un contenuto efficace di ingrediente attivo secondo l'invenzione e solventi abitualmente utilizzati quindi, preferibilmente acqua, comprendono anche addensanti organici, per es. gomma arabica, gomma di xantano, alginato di sodio, derivati di cellulosa, preferibilmente metilcellulosa, idrossimetilcellulosa, idrossietilcellulosa, idrossipropilcellulosa, idrossipropilmetilcellulosa, carbomer o carbopol, carbossivinilpolimero o carbossipolimetilene, derivati da polimeri ad alto peso molecolare dell’acido acrilico che a sua volta viene prodotto dalla ossidazione del propilene, o addensanti inorganici, per es. silicati di alluminio, come ad esempio bentoniti o una miscela di polietilenglicole e polietilenglicole stearato o distearato.

L'addensante è presente nel gel, ad esempio, in una quantità compresa tra 0,1 e 30% in peso, preferibilmente tra 0,5 e 15% in peso. Le preparazioni cosmetiche e farmaceutiche comprendenti agenti di protezione dalla luce sono generalmente basate su un veicolo che comprende almeno una fase oleosa. Tuttavia, sono possibili anche preparazioni basate unicamente su componenti acquosi. Di conseguenza, preparati adatti sono olii, emulsioni olio-in-acqua e acqua-in-olio, creme e paste, composizioni di stick protettivi per le labbra o gel senza grasso. I gel usati secondo l'invenzione comprendono solitamente alcoli a basso numero di carbonio, ad es. etanolo, isopropanolo, 1,2-propandiolo, glicerolo e acqua o un olio sopra menzionato in presenza di un addensante, che nel caso di gel oleosoalcolico è preferibilmente biossido di silicio o un silicato di alluminio, e nel caso di alcol acquoso o gel alcolici è preferibilmente un poliacrilato.

Le composizioni possono essere preparate in un modo noto di per sé, ad esempio mediante emulsionamento caldo, freddo, caldo-caldo/freddo o PIT (Phase Inversion Temperature). Questo è un processo puramente meccanico e non avviene alcuna reazione chimica. Tali preparazioni per la protezione solare possono essere di conseguenza in forma liquida in pasta o solida, ad esempio come creme acqua-in-olio, creme e lozioni all'olio in acqua, creme aerosol, spray, gel, oli, matite per make-up, polveri, spray o alcol, lozioni acquose.

In base ai requisiti tecnologici dell'applicazione, le particelle di nanofibroina e il chitosano possono essere aggiunte all'olio o alla fase acquosa della preparazione cosmetica. Ad esempio, è possibile aggiungere il chitosano in povere alla fase acquosa e quindi successivamente aggiungere la nanofibroina, sempre in polvere nella fase acquosa e prima di aver fatto il mix acqua/olio.

Infine, per le preparazioni solari è anche possibile utilizzare ulteriori sostanze di per sé note che assorbono nella regione UV, a condizione che siano stabili nel sistema complessivo della combinazione di filtri UV da utilizzare secondo l'invenzione. La maggior parte degli agenti di protezione dalla luce nei preparati cosmetici e farmaceutici utilizzati per proteggere l'epidermide umana è costituita da composti che assorbono la luce UV nella regione UV-B, cioè nell'intervallo da 280 a 320 nm e nella regione UV-A, cioè nel varia da 320 a 400 nm.

I vantaggi della composizione o dell’applicazione della composizione sono il miglioramento dell’idratazione della pelle, l’azione riparatrice della barriera della pelle ad esempio dal punto di vista della perdita di acqua transdermica,e la protezione dalle radiazioni UV.

Inoltre, il chitosano è impiegato come principio attivo e allo stesso tempo esercita un’azione viscosizzante e gellificante, permettendo di modulare la texture del prodotto, senza dover variare o aggiungere gli altri componenti. La sua azione sinergica con la nanofibroina permette di veicolare le proprietà di tale prodotto naturale evitando al contempo gli effetti di sensibilizzazione sulla pelle.

Vantaggiosamente le composizioni dell’invenzione hanno un effetto idratante non solo apprezzato nelle formulazioni in crema, ma anche e soprattutto nelle lozioni struccanti (come le acque micellari) che in genere provocano effetti di sensibilizzazione e disidratazione.

I seguenti esempi sono forniti per illustrare l'invenzione e nondevono essere considerati come limitativi della relativa portata.

Esempi

Esempio 1 – Preparazione delle particelle di nanofibroina

Preparazione della soluzione di fibroina

La preparazione della soluzione di fibroina ha seguito ilprotocollo descritto da Zhang Y. Q., et al., Journal of Nanoparticle Research, 9:885-900, 2007.

1,γ9 g di seta sono stati degommati due volte in soluzioneall’ebollizione di 0,5% di Na2CO3 per 0,5 ore e la risultante fibra degommata è stata successivamente introdotta in 150 mL di una soluzione di cloruro di calcio, etanolo e acqua (CaCl2:C2H5OH: H2O, rapporto molare 1: 2: 8) a 90 ° C per 2 ore. Quindi,la soluzione di fibroina e sali è stata centrifugata a 8000 rpm per 10 minuti e la soluzione o surnatante dializzato per 48 orecontro acqua pura per rimuovere CaCl2, molecole più piccole ealcune impurità usando una membrana semipermeabile dicellulosa. La soluzione acquosa di fibroina di seta è stataquindi liofilizzata. La soluzione di fibroina è stata ottenutasolubilizzando la polvere liofilizzata in acqua per ottenere unasoluzione del 2% in peso.

Preparazione delle nanoparticelle di fibroina

La polvere liofilizzata preparata in precedenza è stata solubilizzata in acqua per ottenere una soluzione al 5,0% inpeso. Successivamente, è stato rapidamente introdotto come almeno il 72% (V/V) del volume finale della miscela un solventeorganico miscibile con acqua utilizzando una pipetta atemperatura ambiente. In questo caso, il solvente organico eraacetone. Le nanoparticelle di fibroina (SFN) sospese nella miscela comprendente acqua e solvente organico erano insolubili in acqua e scendevano lentamente a causa della precipitazione delle nanoparticelle. La soluzione è stata lasciata sotto agitazione magnetica per 12 ore. I precipitati di nanoparticelle di fibroina di seta (SFN) sono stati raccolti e purificati dalla miscela mediante centrifugazione ripetuta a 12.000 rpm. Dopo il trattamento supersonico (con un bagno supersonico di J.P.-Selecta S.p.A) per 2 minuti, la soluzione è stata nuovamente liofilizzata, ottenendo una polvere di SFN di circa 400 mg. Le SFN liofilizzate risultanti sono state usate per tutti glie sperimenti.

Le SFN si presentano come una polvere bianca fine, composta da nanoparticelle, le cui dimensioni variavano tra 20 e 40 nm, comeattestato dalle misurazioni AFM (Le immagini di forza atomicasono state prese utilizzando la modalità di mappatura su un multimodale Nano-Scope IIIa (strumenti digitali/Veeco Metrology) strumento con sonde RTSEP AFM, in silicio con antimonio, con punta di 8 μm (raggio). La frequenza di risonanza utilizzata è di 300 kHz e una costante di molla di 40N/m).

Esempio 2 – Preparazione della formulazione in crema contenente chitosano-SFN Per realizzare la formulazione o crema contenente chitosano e nanofibroina (CSFN), è stata preparata una emulsione olio in acqua, O/W (Barel et al., Handbook of Cosmetic Science and Technology, Taylor & Francis, 2014).

La fase grassa è stata preparata sciogliendo a 70°C 14,5 g di alcol cetilstearilico (come fattore di consistenza) e 14,5 g di Ceteareth 25 (un emulsionante non ionico etossilato). Una volta completamente sciolti, ai due componenti è stata aggiunto 1 g di olio di avocado a filo.

La fase acquosa è stata preparata in un becher con 120 mL di acqua distillata, a cui sono stati aggiunti 0.6516 g di sodio benzoato (pari circa al 0.25% della soluzione totale), agente da conservante. Sono stati aggiunti quindi 1.0310 g di chitosano in polvere(acquistato come polvere fine, a basso peso molecolare -50.000-190.000 Da-), principio attivo, e acidificati con 0.4225 g di acido citrico (acquistato da ), necessari per la solubilizzazione del chitosano, raggiungendo un pH compreso tra 4-5. La soluzione viene lasciata sotto agitazione magnetica per almeno 30 minuti. Quindi, vengono aggiunti 0.0411 g di nanofibroina e la soluzione lasciata in agitazione per altri 30 minuti. Sempre sotto agitazione magnetica, vengono aggiunti alla fase acquosa 1.0283 g di carbomer, aggiunto come agente addensante,ela miscela è lasciata in agitazione per almeno 2 ore, al fine di rendere omogenea la composizione. Una volta omogeneizzata, si innalza la temperatura fino a 70°C e quindi, rimuovendo l’agitazione magnetica, si aggiunge la fase grassa e si amalgama il tutto fino a raffreddamento, attraverso azione meccanica continua. Raggiunta la temperatura ambiente, la soluzione viene lasciata riposare e stockata in frigorifero.

Esempio 3 – Preparazione delle formulazioni in cremadi confronto

3a Formulazione con chitosano, senza nanofibroina

Per realizzare la formulazione increma contenente solo chitosano (SC) e non nanofibroina, è stata eseguita la stessa procedura dell’Esempio β, ma senza aggiungere la nanofibroina.

3b Formulazione consolananofibroina, senza chitosano

Per realizzare la formulazione in crema contenente nanofibroina (SSFN) e non chitosano, è stata eseguita la stessa procedura dell’Esempio β, ma senza aggiungere il chitosano e raddoppiando il quantitativo di carbomer.

3c Formulazione con sola fibroina

Per realizzare la formulazione increma contenente solo fibroina (SF), è stata eseguita la stessa procedura dell’Esempio β ma senza aggiungere il chitosano, raddoppiando il quantitativo di carbomer e sostituendo la nanofibroina con la fibroina.

3d Formulazione del solo veicolo

Per realizzare la formulazione in crema corrispondente al solo veicolo (SV), è stata eseguita la stessa procedura dell’Esempio β, ma senza aggiungere né chitosano e né nanofibroinae raddoppiando il quantitativo di carbomer.

Le differenti composizioni usate hanno le seguenti concentrazioni, ovvero la formulazione 3a riporta il chitosano presente allo 0.7% in peso, la formulazione 3b ha un contenuto di nanofibroina pari a 0.01% in peso, la formulazione 2 ha un rapporto chitosano:nanofibroina pari a 0.6:0.02 % in peso, la formulazione 3c ha una percentuale di fibroina pari a 0.015% in peso. elencate nella tabella 1.

Tabella 1

In tabella 1 l’asterisco singolo indica il saggio di confronto.

Test in vivo

Valutazione della tollerabilità tramite Patch Test

In primo luogo, è stata valutata mediante Patch test la tollerabilità del nuovo materiale nano composito.

Il test è stato effettuato su 7 soggetti, che ad una prima valutazione rispondono ai criteri di inclusione ed esclusione riportati di seguito in tabella 2. Inoltre, sono stati selezionati pazienti con una certa variabilità di età dai 25 ai 66 e sia maschi che femmine.

Tabella 2. Criteri di inclusione ed esclusione del patch test.

Ai pazienti che hanno aderito, è stata applicata sulla cute della regione interscapolare la crema preparata nell’esempio 2 tramite cerotto secondo la metodica Patch test, che costituisce lo standard diagnostico nella pratica clinica corrente per la dimostrazione di reazioni allergiche da contatto (Bruze et al.2019). Il paziente inoltre ha dovuto avere cura di mantenere i cerotti in sede per 48 ore, evitando in particolare la sudorazione e la detersione del segmento corporeo interessato. Dopo 48 ore, ogni soggetto si è recato presso gli ambulatori per la rimozione dei cerotti e per effettuare la prima lettura a 48 ore.

Dopo ulteriori 24 ore (72 ore dall’applicazione della sostanza), il paziente si è nuovamente sottoposto alla seconda lettura per valutare la risposta all’applicazione della sostanza.

La risposta può essere negativa (nessuna alterazione cutanea osservabile), dubbia o positiva.

Nel caso di risposta positiva, si esprime generalmente la positività in (da a +++) in relazione all’entità della manifestazione cutanea (edema, eritema e vescicolazione) e della sintomatologia pruriginosa avvertita dal soggetto.

La risposta al test per tutti i pazienti è stata negativa.

Si sottolinea inoltre che nei cerotti è stata inserita la maggior concentrazione possibile della crema, proprio per stimolare la possibile ed eventuale reazione avversa (Bruze et al.2019).

Il risultato di questo studio è un’ampia tollerabilità del nanomateriale composito (nanofibroina+chitosano)e tale tollerabilità non si discosta da quella che caratterizza i materiali attualmente utilizzati nella produzione di formulazioni e nella fabbricazione di tessuti di interesse medico o di molecole carrier per il drug delivery.

Valutazione della TEWL e corneometria

Successivamente, la formulazione è stata messa a confronto con altre 4 formulazioni distinte, una con il solo chitosano (SC), la seconda con fibroina liquida (SF), la terza con solo la nanofibroina (SSNF) e la quarta con il solo veicolo (SV), al fine di valutare le prestazioni dell’associazione chitosano-nanofibroina (CNF) rispetto ai prodotti attualmente in commercio. Per solo veicolo si intende l’intera formulazione senza alcun principio attivo, al fine di appurare che le proprietà riscontrate per la formulazione oggetto dell’invenzione non sono da imputare alla matrice ma all’associazione chitosano/nanofibroina.

Le cinque creme (preparate negli esempi 2 e 3a- 3d) sono state preparate nel modo più simile possibile, utilizzando gli stessi agenti per valutare al meglio la loro efficacia. Tuttavia, come è possibile osservare negli esempi precedenti, le formulazioni mostrano in alcuni casi delle variazioni nelle proporzioni degli agenti che ne fanno parte, come ad esempio il raddoppio del carbomer nella formulazione della fibroina o del solo veicolo, proprio per ottimizzare ogni singola emulsione in relazione al suo principio attivo.

Il confronto è stato effettuato attraverso il test Transepidermal Water Loss (TEWL) e la corneometria, che rientrano nelle metodiche non invasive più comuni per valutare il contenuto di umidità e la perdita di acqua attraverso la superficie della pelle, nonché l’integrità della barriera della pelle (Hester S. L. et al., The Journal of Nutrition, 134 (8), 2110S–2113S, 2004).

Nel dettaglio, la perdita di acqua transepidermica (TEWL) indica la quantità di acqua che evapora passivamente attraverso la pelle verso l'ambiente esterno a causa del gradiente di pressione del vapore acqueo su entrambi i lati della barriera cutanea; il test viene impiegato per caratterizzare la funzionalità della barriera cutanea (Honari G. et al., Chapter 1- SkinStructure and Function, in AppliedDermatotoxicologyClinicalAspects, 2014; - de Lucas R. et al., Children, 6, 17; doi:10.3390/children6020017, 2019). I valori forniti sono quindi indicatori dell’integrità della barriera cutanea e si riferiscono alla capacità della pelle di rimanere idratata (Miller T., Clinical Testing to Uphold an Anti-aging Claim, in Skin Aging Handbook, 2009). La corneometria fornisce invece un’informazione circa l’idratazione cutanea, ovvero l’idratazione dello strato corneo (Zouboulis C. C. et al., Mechanisms of Ageing and Development, 170: 98-105, 2018).

Le informazioni che possono ricavarsi dalle due tecniche sono necessarie per comprendere lo stato della pelle dal punto di vista biofisico e sono utili per valutare la capacità di una formulazione cosmetica, nel dettaglio per valutare le risposte della pelle, dal punto di vista clinico e tossicologico verso nuovi prodotti e/o principi attivi. All’interno di questo studio, sono state impiegate per valutare l’idratazione e il potere rigenerante dei tessuti con l’applicazione delle formulazioni (Honari G. et al., Chapter 1- Skin Structure and Function, in Applied Dermatotoxicology Clinical Aspects, 2014; Hester S. L. et al., The Journal of Nutrition, 134 (8), 2110S–2113S, 2004; Zouboulis C. C. et al., Mechanisms of Ageing and Development, 170: 98-105, 2018).

L’accuratezza delle misure può essere influenzata da fattori ambientali quali umidità, temperatura, ventilazione e fattori intrinseci e per questo motivo le misurazioni sono state condotte in condizioni considerate standard, secondo letteratura (Zouboulis C. C. et al., Mechanisms of Ageing and Development, 170: 98-105, 2018; Honari G. et al., Chapter 1- SkinStructure and Function, in Applied Dermatotoxicology Clinical Aspects, 2014).

Applicazione delle formulazioni

Prima dell’inizio dello studio, sono stati reclutati volontari in base ai criteri di inclusione e esclusione descritti in tabella 1 e sempre con una variabilità fra maschi e femmine e una età compresa tra i 30 e i 67 anni. Ogni volontario reclutato è stato sottoposto ad una settimana di wash out, ovvero sulle zone su cui saranno poi applicate le formulazioni, è stato obbligato a seguire alcune indicazioni, tra cui: non utilizzare nella/e zona/e di campionamento prodotti differenti da quelli consentiti; non utilizzare spugne, salviettine, o guanti di crine per lavare la/e zona/e interessata/e dal trattamento e dallo studio; non effettuare epilazione nella/e zona/e di trattamento e studio con metodi diversi dal rasoio, che può essere usato fino a tre giorni prima della visita; non andare in piscina; non sottoporsi a sauna, bagno turco, trattamenti termali; non assumere cortisonici. Le 5 creme, corrispondenti al solo veicolo (SV), alla formulazione contenente solo chitosano (SC), solo fibroina (SF), solo nanofibroina (SNF) e chitosanonanofibroina (CSNF), sono state tutte prodotte nelle medesime condizioni e a partire dagli stessi materiali e sono state confezionate in vasi neutri esattamente simili, nelle stesse condizioni ambientali

Per le successive prove di potenziamento della barriera e di azione riparatrice, sono state individuate 5 zone sulla parte interna delle due braccia, in particolare sull’avambraccio, necessaria per testare ognuna delle quattro formulazioni preparate. La quinta finestra (area di controllo) non è stata trattata.

Le cinque finestre hanno dimensione pari a 3.5 X 3.5 cm<2>, per una area totale di 12.25 cm<2>.

Sono state trattate ogni giorno ciascuna con una delle creme preparate a partire dal giorno zero, seguito al wash out di una settimana. I volontari sono stati istruiti ad applicare una certa quantità di ogni crema (2 mg/cm<2>, cioè 25 mg su ciascuna area di test) sulla finestra della pelle sull’avambraccio sinistro e non applicare alcun tipo di prodotto per la cura esterna, sapone o spugne o simili, per evitare sfregamenti (Zouboulis C. C. et al., Mechanisms of Ageing and Development, 170: 98-105, 2018). Si è inoltre evitato per tutta la durata del test, l’esposizione delle aree alla luce diretta del sole (Zouboulis C. C. et al., Mechanisms of Ageing and Development, 170: 98-105, 2018). Sono state date altre indicazioni, quali non assumere bevande calde e non fumare 1 ora prima di ogni visita e di segnalare eventuali disagi riscontrati, inavvertenze.

Secondo i protocolli descritti in Zouboulis (ZouboulisC. C. et al., Mechanisms of Ageing and Development, 170: 98-105, 2018), le misurazioni della qualità della pelle sono state eseguite in modo cieco da un esaminatore.

Le 5 formulazioni e l’area di controllo sono state sottoposte a un controllo al tempo 0, senza nessun trattamento, dopo 7 giorni, con applicazione di ogni formulazione una volta al giorno, e dopo 14 giorni, per valutare l’effetto di potenziamento della barriera.

Le misurazioni sono state eseguite nella stessa stanza a temperatura stabile, senza corrente d'aria. La temperatura media durante le misurazioni era di 22 ± 4 ° C e l'umidità media era del 32 ± 8% I pazienti sono stati autorizzati ad acclimatarsi nella sala di misurazione per almeno 30 minuti prima di iniziare le misurazioni (Zouboulis C. C. et al., Mechanisms of Ageing and Development, 170: 98-105, 2018).

Le misurazioni della TEWL e corneometria sono state eseguite attraverso la sonda Tewamater TM 300 e la sonda Corneometer CM 825, collegate all'adattatore multi-sonda MPA 9 (Courage Khazaka, Bonn, Germany) e le misurazioni sono state eseguite in base alle istruzioni operative fornite dal produttore. Le condizioni e le procedure ottimali per le misurazioni sono state stabilite in base a (Zouboulis C. C. et al., Mechanisms of Ageing and Development, 170: 98-105, 2018) che si rifà al gruppo europeo "Efficacia e misure sui cosmetici e altre linee guida sui prodotti topici" (Berardesca, E., European Group for Efficacy Measurements on Cosmetics and Other Topical Products (EEMCO), Skin Research and Technology, 1997, 2, 126–132.). Le sonde sono state calibrate prima dell'inizio dello studio e settimanalmente durante lo studio secondo le raccomandazioni della casa produttrice dello strumento (Zouboulis C. C. et al., Mechanisms of Ageing and Development, 170: 98-105, 2018).

Tenendo conto che il test è stato condotto su soggetti sani,dal punto di vista del potenziamento della barriera è stato possibile osservare che la formulazione oggetto dell’invenzione non ha un effetto peggiorativo e concorre a mantenere la funzionalità della barriera. Inoltre, si può notare che, confrontando la formulazione chitosano-nanofibroina con la formulazione solo chitosano (tabella 3), un’applicazione al giorno per due settimane porta ad un effetto di potenziamento (partendo da una baseline con un valore di 7,5 e arrivando ad un valore di 5,7). L’effetto si può registrare anche dopo una sola applicazione di β4 h. È importante sottolineare che il test è stato effettuato su pazienti con una pelle sana, non affetti da patologie cutanee e con una funzionalità della barriera già buona.

(paziente donna<35 anni)

Anche dal punto di vista della corneometria, indicativa del livello di idratazione della pelle e dello strato più esterno dell’epidermide, si può osservare un miglioramento del livello di idratazione, rispetto all’azione svolta dal solo veicolo. In tabella 4, si riporta la percentuale di miglioramento delle formulazioni rispetto all’azione svolta dal solo veicolo, in particolare si evidenzia un maggior effetto migliorativo rispetto all’azione del veicolo dovuto alla formulazione CSNF.

Non si riportano i risultati per la sola fibroina dal momento che già dalla prima applicazione, la formulazione ha portato ad un effetto irritativo associato a prurito in tutti i pazienti.

Stripping – stress meccanico

Il test dello stripping tape è stato impiegato per valutare le proprietà riparatrici delle 5 formulazioni, secondo letteratura (Breternitz et al. 2007). Il test è stato eseguito secondo il protocollo descritto in (Zouboulis C. et al.2018). Una volta individuate 4 aree, le stesse impiegate per la TEWL, più una di confronto su cui non è mai stata applicata alcuna crema, la pelle è stata sottoposta a stress con dei dischetti D-squame (D 100, diametro 22 mm, area superficiale 3,8 cm<2>, Cuderm, Dalas, TX, USA). Applicati sulla pelle con un timbro 2 N (Cuderm) per 2 s, i dischetti sono stati rimossi rapidamente con una pinza. Per ogni striscia è stato utilizzato un nuovo nastro e posizionato esattamente sulla stessa area della pelle. Sono stati eseguiti tre stripping in ciascuna delle quattro aree testate, più quella di confronto.

La TEWL e la corneometria sono stati eseguiti al tempo 0, dopo 1h, dopo 3 h. È stata quindi applicata ogni formulazione nell’area deputata e quindi valutato il potere riparatrice dopo 24 h, ottenendo quindi un’informazione sul recupero della barriera.

Con riferimento alla tabella 5, rispetto allo stress meccanico, la formulazione CSFN mostra proprietà di riparazione della barriera migliori della formulazione con il chitosano, riducendo il valore della TEWL e indicando quindi una migliore funzionalità della barriera. Alla fine delle 24 h, dopo una sola applicazione, la funzionalità della barriera viene ripristinata e migliorata rispetto alla baseline.

Tabella 5. Risultati della TEWL dopo lo stripping test. Confronto fra CSNF e SC.

Assorbimento UV-vis

Il test è stato effettuato per verificare l’assorbimento UV da parte di una miscela preparato come di seguito indicato.

Gli spettri di assorbimento UV-Vis sono stati acquisiti disperdendo 0.4 g di ogni formulazione in 1 mL di Etanolo. Da questa dispersione, si sono prelevati 300 µL, inseriti in una vial in quarzo da 1 mL e diluiti con 700 µL di etanolo. Lo spettro UV-Vis è stato registrato nel range 220-700 nm con uno strumento a doppio raggio Jasco. Gli spettri ottenuti sono stati normalizzati per la quantità in grammi precisa di dispersione e poi per il contenuto in grammi di Carbomer, variabile tra le diverse formulazioni, in modo da poter confrontare gli spettri.

Le formulazioni presentano un andamento spettrale piuttosto simile, con un assorbimento maggiore intorno ai 230 nm, mentre una seconda banda di assorbimento, composta da più bande, si osserva intorno a 280 nm, per decrescere fino a 360 nm. La formulazione con maggiori caratteristiche di assorbimento UV è rappresentata dalla formulazione in cui sono presenti sia la nanofibroina che il chitosano, in particolare nella regione intorno 260-300 nm (radiazione UVB), che costituisce la componente più energetico e dannosa della radiazione solare: la combinazione dei due componenti va ad aumentare le caratteristiche di fotoassorbimento, che può essere ulteriormente accresciuto all’aumentare della concentrazione di nanofibroina come principio attivo. Questo permette, con piccole variazioni, di aumentare notevolmente le caratteristiche di protezione dai raggi UV.

Se ne deduce che la combinazione chitosano+nanofibroina dell’invenzione può essere vantaggiosamente usata per prodotti cosmetici e dermatologici da applicare sulla pelle per contrastare gli effetti dei raggi UV e gli eritemi solari.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Uso di una combinazione di chitosanoe nanoparticelle difibroina in composizioni cosmetiche in cui le nanoparticelledifibroina hanno un diametro uguale o minore di 140 nm.
2. 2. Uso secondo la rivendicazione 1 in cui le composizioni sono sotto forma di: creme, creme solari, composizioni doposole, gel, lozioni, rossetti, shampoo, tinte, burri per il corpo e per le labbra, composizioni detergenti, maschere, scrub, polveri cutanee, filler, schiume, latti detergenti, emulsioni, peeling, pomate, mousse, spume, acque termali, saponi, soluzioni igienizzanti, balsami, paste rinfrescanti, pani dermatologici, bustine, spray esfolianti, balsami e stick per labbra, idrogeli, sieri, sali, lipogel, cold cream, stick, unguenti, spray, gel da barba, gel dopo barba, olii, gel olii, fondotinta, correttori, b-bcream, deodoranti, depigmentanti, schiume, penne, penne schiarenti, docce shampoo, docce schiuma, balsami lifting, ombretti, spray secchi, shampoo secco, fluidi, gocce, primer, gommage, formulazioni per epilazione e depilazione, pre- e post-epilazione e depilazione, acque micellari.
3. 3. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-2 in cui le composizioni comprendono ulteriormente uno o più componenti scelti fra: principi attivi cosmetici, ausiliari e additivi cosmeticamente accettabili, come ad esempio coemulsionanti, olii, grassi e cere, stabilizzanti, addensanti, principi attivi biogenici, formatori di film, fragranze, coloranti, agenti perlacei, adiuvanti, conservanti, antiossidanti, addensanti, solventi, pigmenti, coloranti e lacche pigmento, elettroliti (es. solfato di magnesio) e regolatori di pH.
4. 4. Composizione comprendente chitosano e nanoparticelle di fibroina per uso dermatologico.
5. 5. Composizione secondo la rivendicazione 4 formulata in forma di creme, lozioni, gel in cui le nanoparticelle di fibroina hanno un diametro uguale o minore di 140 nm.
6. 6. Composizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4-5 per contrastare gli effetti dei raggi UV e nel trattamento degli eritemi solari.
7. 7. Composizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4-6 comprendente ulteriormente uno o più componenti scelti fra: principi attivi dermatologici, ausiliari e additivi dermatologicamente accettabili, come ad esempio coemulsionanti, olii, grassi e cere, stabilizzanti, addensanti, principi attivi biogenici, formatori di film, fragranze, coloranti, agenti perlacei, adiuvanti, conservanti, antiossidanti, addensanti, solventi, pigmenti, coloranti e lacche pigmento, elettroliti (es. solfato di magnesio) e regolatori di pH.
8. 8. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3 o composizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4-7 in cui le nanoparticelle di fibroina sono in una concentrazione non superiore al 2 % in peso, preferibilmente le nanoparticelle di fibroina sono in una concentrazione tra 0.01 e 0.1 % in peso, preferibilmente le nanoparticelle di fibroina sono in una concentrazione tra 0.05% e 0.01% in peso, preferibilmente le nanoparticelle di fibroina sono in una concentrazione tra 0.02% e 0.04% in peso, del peso totale della composizione cosmetica o dermatologica.
9. 9. Uso o composizione secondo la rivendicazione 8 in cui il chitosano è in una concentrazione non superiore al 3 % in peso, preferibilmente il chitosano è in una concentrazione tra 1.0 e 2.0 % in peso, preferibilmente il chitosano è in una concentrazione tra 0.3% e 1% in peso, del peso totale della composizione cosmetica o dermatologica.
10. 10. Uso o composizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8-9 in cui in rapporto Chitosano/nanoparticelle di fibroina è compreso nell’intervallo che va per il chitosano da 0.2-1% e per le nanoparticelle di fibroina da 0.02-0.04%.
11. 11. Uso o composizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8-10 in cui il chitosano è scelto fra: chitosano, derivati del chitosano, chitosano modificato, sali di chitosano e relative miscele.
12. 12. Uso o composizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8-11in cui il chitosano ha un peso molecolare non inferiore a 4,000 Dalton, preferibilmente peso molecolare compreso tra da 25,000 a 2,000,000 Dalton, preferibilmente un peso molecolare compreso tra da 50,000 a 300,000 Dalton, preferibilmente un peso molecolare compreso tra 50,000-190,000 Dalton.
13. 13. Uso o composizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8-12 in cui il chitosano è in una concentrazione non superiore al 3% in peso, preferibilmente in una concentrazione tra 1.0 e 2.0% in peso, preferibilmente in una concentrazione tra 0.2% e 1% in peso, del peso totale della composizione cosmetica o dermatologica.
14. 14. Uso o composizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8-13 in cui la fibroina è scelta fra: fibroina o derivati della fibroina e relative miscele.
15. 15. Uso o composizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8-14 in cui la fibroina è scelta fra: fibroina da seta prodotta da ragni, fibroina da seta prodotta dalle larve di Bombyx mori, fibroina da seta prodotta da falena dei generi Antheraea, fibroina da seta prodotta da falena dei generi Cricula, fibroina da seta prodotta dalle tarme dei generi Samiaor, seta prodotta dalle tarme dei generi Gonometa, la fibroina geneticamente ingegnerizzata, la fibroina sintetizzata chimicamente e relative miscele.
16. 16. Uso o composizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8-15 in cui la fibroina è scelta fra: sequenze parziali dell’intera catena di fibroina, sequenze parziali dell’intera catena della fibroina che include uno o più residui di amminoacidi addizionali a livello del C-terminale o N-terminale, polipeptide fibroina con almeno il 50%, 52%, 54%, 56%, 58%, 60%, 62%, 64%, 66%, 68%, 70%, 72%, 74%, 76%, 78%, 80 %, 82%, 84%, 86%, 88%, 90%, 92%, 94%, 96%, 98%, 99% o maggiore omologia di sequenza con la proteina fibroina.
17. 17. Uso o composizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8-16 in cui le nanoparticelle di fibroina hanno un diametro compreso tra 20-140 nm.